Prononcé « ZEE-non », cet élément est un gaz principalement utilisé dans l’industrie légère. Le xénon fait partie des gaz inertes ou nobles et est inodore, incolore, insipide et chimiquement non réactif. Bien qu’il ne soit pas toxique en soi, ses composés sont de puissants agents oxydants très toxiques.
Les faits
Selon le Jefferson National Linear Accelerator Laboratory, les propriétés de l’hélium sont :
- Numéro atomique : 54
- Poids atomique : 131.293
- Point d’ébullition : 165,03 K (-108,12°C ou -162,62°F)
- Point de fusion : 161,36 K (-111,79°C ou -169,22°F)
- Phase à température ambiante : Gaz
- Densité : 0,005887 gramme par centimètre cube
- Classification des éléments : Non-métal
- Numéro de période : 5
- Numéro de groupe : 18
- Nom de groupe : Gaz rare
Historique
Le xénon a été découvert par le chimiste écossais William Ramsay et le chimiste anglais Morris Travers en juillet 1898 à l’University College de Londres. Ce n’était pas leur première découverte. Le duo avait déjà extrait l’argon, le néon et le krypton de l’air liquide.
Leur découverte a eu lieu lorsqu’un riche industriel, Ludwig Mond, a fait don à l’équipe d’une nouvelle machine à air liquide. Avec cette nouvelle machine, ils ont extrait davantage de krypton de l’air liquide. Ensuite, ils ont distillé le krypton à plusieurs reprises et isolé un gaz plus lourd. Ramsay et Travers examinent le gaz plus lourd dans un tube à vide et constatent qu’il émet une belle lueur bleue. Ils ont classé le nouveau gaz comme inerte et l’ont appelé xénon, dérivé du grec « xenos », qui signifie étranger.
Cependant, en 1962, Neil Bartlett a prouvé que le xénon n’était pas, en fait, inerte. Il pouvait provoquer des réactions et des composés. Il l’a prouvé en fabriquant un dérivé fluoré. Depuis lors, plus de 100 composés du xénon ont été fabriqués, selon la Royal Society of Chemistry.
Le xénon naturel possède neuf isotopes stables et 20 isotopes instables. Certains composés qui peuvent être formés avec le xénon comprennent le difluorure, le deutérate de xénon, le trioxyde de xénon, le perxénate de sodium, l’hydrate de xénon, le tétrafluorure et l’hexafluorure. Un autre composé intéressant est un xénon métallique créé en utilisant des quantités massives de pression.
Sources
Le xénon est un gaz à l’état de trace que l’on trouve dans l’atmosphère terrestre à hauteur d’environ une partie sur 20 millions, selon le Los Alamos National Laboratory. Cela en fait un gaz très rare. On le trouve également dans l’atmosphère de Mars à raison de 0,08 ppm.
Ce gaz noble peut également être trouvé sur Terre. Certaines sources minérales émettent du xénon. Des entreprises se procurent ce gaz à des fins commerciales dans des installations industrielles qui l’extraient de l’air liquide.
Le xénon peut également se trouver sur Terre. Pendant longtemps, les scientifiques ont soupçonné que 90 % de plus de ce gaz devrait se trouver dans l’atmosphère terrestre, sur la base de leurs connaissances des autres gaz rares. « Le paradoxe du xénon manquant est une question de longue date », a déclaré Yanming Ma, physicien informaticien et chimiste à l’Université Jilin de Changchun, en Chine. .
Enfin, les scientifiques, dont Ma, ont trouvé des preuves que le gaz manquant pourrait se trouver au cœur de la Terre. Les températures et les pressions extrêmes que l’on trouve dans le noyau de la Terre peuvent amener le xénon à se lier au fer et au nickel situés dans le noyau, y stockant le gaz. « Nous espérons vraiment que de futures expériences à haute pression pourront être menées pour confirmer nos prédictions », a déclaré Ma.
Utilisations
Le xénon crée une lueur bleue ou lavande lorsqu’il est soumis à une décharge électrique. Les lampes qui utilisent le xénon éclairent mieux que les lampes classiques. Par exemple, les lampes stroboscopiques, les lampes flash photographiques, les lampes à arc à haute intensité pour la projection cinématographique, certaines lampes utilisées pour l’observation en haute mer, les lampes bactéricides, les lampes de solarium et l’arc à haute pression utilisent tous ce gaz. En fait, vous voyez probablement des lampes au xénon de façon régulière. Certains phares de véhicules utilisent le xénon. Si vous voyez des phares qui émettent une douce lueur bleue, ils sont probablement fabriqués avec du xénon.
Le gaz a également d’autres utilisations. Il est utilisé dans les centrales nucléaires et pour remplir les tubes de télévision et de radio. Les microprocesseurs en silicium sont gravés avec du difluorure de xénon. Les systèmes de propulsion ionique au xénon maintiennent certains satellites et autres engins spatiaux en orbite. Le xénon est même utilisé pour fabriquer un médicament appelé 5-fluorouracile, qui est utilisé pour traiter certains types de cancer, selon la Royal Society of Chemistry.
Recherche actuelle
Il existe plusieurs études qui se concentrent sur le xénon. Le projet Xenon Dark Matter, par exemple, expérimente un détecteur de xénon liquide pour rechercher la matière noire. La matière noire est décrite comme une colle invisible qui assure la cohésion de l’univers. Dans cette expérience, le xénon liquide est placé dans une chambre de projection temporelle. Lorsque les particules dans la chambre agissent d’une manière qu’elles ne devraient pas, cela peut être un signe de matière noire interagissant avec la particule.
La collaboration Large Underground Xenon (LUX) est une autre expérience, similaire. Ce détecteur de matière noire utilise également du xénon liquide. Bien que le projet n’ait rien trouvé, la recherche a remodelé les idées sur la matière noire.
Qui savait ?
- L’iode-131 radioactif peut se désintégrer en xénon stable, comme ce fut le cas à Fukushima.
- Le xénon n’est pas le seul gaz noble. Le néon, l’argon, le krypton, l’hélium et le radon sont également des gaz nobles.
- Comme l’hélium, vous pouvez remplir des ballons de xénon, mais cela coûte très cher et le ballon devient très lourd car le gaz est très dense. Un ballon moyen peut contenir environ 40 lbs. (18,1 kilogrammes) de xénon, selon une expérience de la Royal Society of Chemistry.
- Les atomes de xénon ajoutés à l’hélium liquide sont utilisés pour observer les tornades quantiques.